JP2017189297A - 衣類乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】低室温において蒸発器に着霜した除湿水を解凍することにより、また、蒸発器への着霜を抑制することにより、除湿性能の低下を抑制し、効率的な乾燥を行うことを可能とする洗濯乾燥機を提供する。
【解決手段】実施形態に係る衣類乾燥機は、内部に衣類を収容する乾燥室と、この乾燥室に設けられた温風入口及び温風出口に接続する循環風路と、冷媒を圧縮する圧縮機と、循環空気を加熱する凝縮器と、冷媒の流量を制御する絞り装置と、熱交換フィンを有し循環空気を冷却除湿する蒸発器と、を順に、内部に冷媒が流れる配管により接続して冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器および前記蒸発器を前記循環風路中に配設して構成されるヒートポンプと、を備えている。前記凝縮器から出た前記配管が、前記絞り装置に入る前に、前記蒸発器の熱交換フィンの下方に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、衣類乾燥機に関する。

衣類乾燥機としての例えばヒートポンプ式洗濯乾燥機は、圧縮機、熱交換器としての凝縮器及び蒸発器等からなる冷凍サイクルを有し、これを運転して循環空気を除湿することにより洗濯を終えた衣類の乾燥を行うものである。近年、ヒートポンプ式洗濯乾燥機は洗濯物を一度に大量に洗濯、乾燥できるように大容量化が進められている。

特開２００６−３４５９６８号公報

しかし、ヒートポンプ式洗濯乾燥機は、低室温環境下においては蒸発器で発生する除湿水が着霜、凍結することがあり、これによって循環空気の通風抵抗が増して送風量が低下し蒸発器における除湿性能が低下するため、洗濯物の乾燥効率が低下するという問題があった。

そこで、低室温環境下において蒸発器に着霜したとしても除湿水を効果的に解凍することにより、また、蒸発器への着霜を抑制することにより、除湿性能の低下を抑制し、もって効率的な乾燥を行うことを可能とする衣類乾燥機を提供する。

実施形態に係る衣類乾燥機は、内部に衣類を収容する乾燥室と、この乾燥室に設けられた温風入口及び温風出口に接続する循環風路と、冷媒を圧縮する圧縮機と、循環空気を加熱する凝縮器と、冷媒の流量を制御する絞り装置と、熱交換フィンを有し循環空気を冷却除湿する蒸発器と、を順に、内部に冷媒が流れる配管により接続して冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器および前記蒸発器を前記循環風路中に配設して構成されるヒートポンプと、を備えている。前記凝縮器から出た前記配管が、前記絞り装置に入る前に、前記蒸発器の熱交換フィンの下方に配置される。

衣類乾燥機の概略的な縦断面図 衣類乾燥機の概略的な縦断面図 循環風路およびヒートポンプの概略構成を模式的に示す図 凝縮器及び蒸発器の概略構成を示す下方斜視図 凝縮器及び蒸発器の概略構成を示す正面図 蒸発器及び下部配管の概略構成を示す縦断面図 凝縮器及び蒸発器の概略構成を示す正面図 凝縮器及び蒸発器の概略構成を示す正面図

以下、複数の実施形態による衣類乾燥機を、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態に係る衣類乾燥機として、洗濯機能と乾燥機能を併せ持つ洗濯乾燥機１００を例示して説明する。図１および図２に示すように、洗濯乾燥機１００の筐体１は矩形の箱状をなしていて、前面１ａは図１において左側が前下がりに傾斜している。その前面１ａには、図示はしないが洗濯物出入口が形成されているとともに、その洗濯物出入口を開閉する扉２が設けられている。

筐体１の内部には、水槽３が配設されている。水槽３は、軸方向が前後方向すなわち図１において左右方向に向く横軸形で、後面が閉塞された円筒状をなし、図示しないサスペンションを介して前上がりの傾斜状態に配設されている。水槽３は、乾燥室としても機能する。水槽３の前面開口部は、ベローズ４を介して前記洗濯物出入口に接続されている。

水槽３内には、回転槽であるドラム５が回転可能に収容されている。このドラム５も、水槽３と同様に軸方向が前後方向を向く横軸形で、後面が閉塞された円筒状をなしていて、前上がりの傾斜状態に配設されている。このドラム５の周壁部および背面部には、通水および通風が可能な孔６が多数形成されている。

このドラム５の周壁部の内面には、図示はしないが、洗濯物を持ち上げて撹拌するためのバッフルが設けられている。このドラム５の前面開口部は水槽３の前面開口部とともに洗濯物出入口に連通している。このドラム５内には、洗濯物出入口を通して衣類すなわち洗濯物が出し入れ可能に収容される。

水槽３の背面外部には、ドラム５を回転駆動させる洗濯機モータ７が配設されている。この洗濯機モータ７は、例えばアウターロータ形のＤＣブラシレスモータからなり、ドラム５をダイレクトに回転駆動する構成となっている。ドラム５は、洗濯時には洗濯槽として、脱水時には脱水槽として、そして乾燥時には乾燥槽として機能する。

水槽３には、背面部の上部に温風入口８が形成され、周壁部の前部の上部に温風出口９が形成されている。水槽３の外側には、筐体１内に位置させて循環風路１０が設けられている。この循環風路１０は、乾燥室として機能する水槽３の温風入口８と温風出口９との間を接続し、水槽３内の空気（循環空気）を循環させるためのものである。

この循環風路１０は、一端部が温風入口８に接続された乾燥室入口ダクト１１と、一端部が温風出口９にフィルタケース１２を介して接続された乾燥室出口ダクト１３と、これら乾燥室入口ダクト１１と乾燥室出口ダクト１３間に設けられた乾燥ユニット用ダクト１４と、送風機１５のファンケーシング１６と、を備えている。

送風機１５は、ファンケーシング１６と、このファンケーシング１６内に設けられた送風羽根１７と、この送風羽根１７を回転駆動するファンモータ１８を備えている。ファンケーシング１６は吸入口１６ａと吐出口１６ｂを有していて、吸入口１６ａが乾燥ユニット用ダクト１４の端部に接続され、吐出口１６ｂが乾燥室入口ダクト１１の下端部に接続されている。

乾燥ユニット用ダクト１４および送風機１５は、筐体１内の下部後部において水槽３の下方に位置させて配置されている。前記フィルタケース１２内にはリントフィルタ２０が着脱可能に設けられている。このリントフィルタ２０は、温風出口９からフィルタケース１２側に出た空気に含まれたリントを捕獲する。

乾燥室出口ダクト１３の他端部は、後方から下方へ延び、筐体１内の下部において乾燥ユニット用ダクト１４の一端部に接続されている。乾燥ユニット用ダクト１４内には、加熱手段として機能する凝縮器２１と、除湿手段として機能する蒸発器２２が配設されている。このうち凝縮器２１は、蒸発器２２と送風機１５との間に配置され、蒸発器２２は、凝縮器２１の上流側となる乾燥室出口ダクト１３寄りに配置されている。これら凝縮器２１および蒸発器２２は、ヒートポンプ２３の一部を構成する。

ヒートポンプ２３は、図３に示すように、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２４と、圧縮機２４から吐出された高温高圧の冷媒を放熱して凝縮する凝縮器２１と、凝縮器２１を通過した冷媒の流量を制御する絞り装置２５と、この絞り装置２５を通過した冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器２２を、順に、内部に冷媒が流れる配管２６によりサイクル接続して冷凍サイクルを構成している。

乾燥ユニット用ダクト１４には図１に示すように、蒸発器２２で除湿した除湿水を貯留するドレンタンク３３が設けられているとともに、このドレンタンク３３内に貯留された除湿水を機外へ排出するためのドレンポンプ３４が設けられている。

筐体１の前面１ａの上部には、操作パネル３８が設けられている。この操作パネル３８には、使用者が運転コース等の設定を行うための操作部や運転コース等を表示する表示部が設けられている。筐体１内の前部の下部には、制御手段を構成する制御装置３９が設けられている。この制御装置３９は、マイクロコンピュータを主体に構成されていて、洗濯乾燥機の動作全般を制御する機能を備えている。

次に上記構成の作用を説明する。
使用者は、ドラム５内に衣類（洗濯物）を収容した状態で、操作パネル３８の操作部を操作して所望の運転コースを設定し、運転を開始させる。なお、洗濯乾燥機の運転について、衣類の洗濯から乾燥まで自動的に行う洗濯乾燥コースや、衣類の乾燥のみを行う乾燥コース等、各種の運転コースがあるが、本実施形態では洗濯乾燥コースの標準的なモードが選択された場合を例に説明する。

制御装置３９は、まずドラム５内の衣類重量の検知を行う。衣類重量の検知では、洗濯機モータ７によりドラム５を例えば１７０ｒｐｍまで急速回転させ、その急速回転の際に洗濯機モータ７に流れる電流値を電流センサにより検知し、この検知した電流値（トルク成分に対応するｑ軸電流値）に基づいて衣類の重量を判断する。この重量は、例えば１．０〜７．０ｋｇの７段階で判定する。制御装置３９は、この検知した重量に基づき洗濯時の水位を決定するとともに、使用する洗剤量を操作パネル３８の表示部に表示する。使用者は、この表示部の表示に基づき洗剤を投入する。

この後、制御装置３９は、洗い、すすぎ、脱水等からなる洗濯行程を実行する。この洗濯行程の開始時において、制御装置３９は、図示しない給水弁を開放させて水槽３内に給水を行う。そして、制御装置３９は、洗濯機モータ７によりドラム５を正逆両方向に低速度で交互に回転させて洗いを行う。

そして、洗濯行程における最終脱水においては、制御装置３９は、洗濯機モータ７によりドラム５を一方向に高速回転させることで、衣類を遠心脱水する。制御装置３９は、最終脱水を行うことで洗濯行程を終了し、乾燥行程へ移行する。

乾燥行程では、洗濯機モータ７によりドラム５を低速度で正逆両方向に回転させるとともに、ヒートポンプ２３の圧縮機２４、および送風機１５を通電駆動させることでスタートする。

このうち、ドラム５を低速度で正逆両方向に回転させることで、ドラム５内の洗濯物が撹拌される。また、送風機１５が通電駆動され、その送風作用により、乾燥室である水槽３内の空気が、図１〜図３の実線矢印で示すように循環風路１０を通して循環される。さらに、圧縮機２４の運転に伴い、高温高圧の気体となった冷媒が圧縮機２４から吐出され、その冷媒は凝縮器２１にて放熱して凝縮し、絞り装置２５を通過することで流量が制御されて低温低圧の液体となり、蒸発器２２に供給される。蒸発器２２に供給された冷媒は、蒸発して気体となり、再び圧縮機２４に戻るという循環を繰り返す。

このとき、循環風路１０を通る循環空気が凝縮器２１により加熱されて温風化され、その温風が温風入口８から水槽３内、ひいてはドラム５内に供給され、ドラム５内の衣類が温風と接触して温められる。衣類を温めて水分を奪った温風（循環空気）は、温風出口９からフィルタケース１２、乾燥室出口ダクト１３を通り、乾燥ユニット用ダクト１４側へ流れる。そして、乾燥ユニット用ダクト１４側へ流れた温風は、蒸発器２２を通過する過程で冷却されて除湿される。除湿された温風は、再び凝縮器２１を通過する際に加熱される。これを繰り返すことで、ドラム５内の衣類の乾燥が進行する。蒸発器２２で除湿された除湿水は、ドレンタンク３３に貯留される。ドレンタンク３３に貯留された除湿水は、一定時間ごとにドレンポンプ３４により機外へ排出される。

図４、図５及び図６は、凝縮器２１、蒸発器２２及び配管２６の構成及び位置関係を模式的に示す図である。図４は凝縮器２１及び蒸発器２２を下方より見た斜視図であり、図５は図４の正面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線における縦断面図である。図４及び図５は、図２及び図３とは異なり、図において右側から左側に向けて、すなわち矢印で示すＢ方向に循環空気が流れており、右側が風上、左側が風下となる。

図４、図５及び図６に示すように、凝縮器２１は、上述のように圧縮機２４で高温高圧にされた冷媒を通す配管２６を縦方向すなわち図において上下方向に蛇行状に設け、且つ、その縦方向の蛇行状に設けた配管２６を横方向すなわち左右方向に複数列に並設したものである。更に、凝縮器２１は、その配管２６に熱交換フィン２１ａを例えば１．４ｍｍ程度の小間隔で多数枚横方向（前後方向すなわち奥行き方向）に並べ付けたものである。配管２６は熱交換フィン２１ａを貫通した構成となっている。

熱交換フィン２１ａの並びは前記循環空気の流れと直交し、熱交換フィン２１ａの各間を前記循環空気が通るようになっている。凝縮器２１では、配管２６内を通る冷媒の温度は高温となっており、この高い温度が熱交換フィン２１ａに伝わり、通過する循環空気の温度を高くする。

蒸発器２２も、凝縮器２１と同様の構成であり、絞り装置２５を通過することで流量が制御されて低温低圧の液体となった冷媒を通す配管２６を凝縮器２１に面した側の蒸発器２２の熱交換フィン２２ａの下部から貫通して入り上方に向けて縦方向(上下方向)に蛇行状に設け、且つ、その縦方向の蛇行状に設けた配管２６を横方向（左右方向）に複数列に並設したものである。更に、蒸発器２２は、その配管２６に熱交換フィン２２ａを例えば１．４ｍｍ程度の間隔で多数枚横方向（前後方向すなわち奥行き方向）に並べ付けたものである。配管２６は熱交換フィン２２ａを貫通した構成となっている。

熱交換フィン２２ａの並びは前記循環空気の流れと直交し、熱交換フィン２２ａの各間を前記循環空気が通るようになっている。蒸発器２２では、配管２６内を通る冷媒は絞り装置２５を通過しているため、その温度が低温となっており、この低い温度が熱交換フィン２２ａに伝わり、通過する循環空気の温度を低くすることにより結露を生じさせ、これにより循環空気の除湿を行う。

凝縮器２１において、配管２６は配管入口２１ｂから凝縮器２１内に入り、蛇行状に凝縮器２１内の熱交換フィン２１ａを貫通して通過し、配管出口２１ｃから外部に出る。凝縮器２１の配管出口２１ｃから出た配管２６は、絞り装置２５に接続する前に、蒸発器２２の外部下方に近接した位置に配設される下部配管２６ａに接続する。なお、下部配管２６ａは配管２６の一部であり、下部配管２６ａ内にも冷媒が通っている。

下部配管２６ａは蒸発器２２の熱交換フィン２２ａの外部下方に熱交換フィン２２ａとは離間して位置し、図４及び図５において手前から奥方向に延伸し、奥側から手前方向に戻って往復するように配設されている。下部配管２６ａと蒸発器２２の熱交換フィン２２ａとの間隔は、下部配管２６ａ内を流れる冷媒の熱が対流などにより上方に位置する熱交換フィン２２ａに対して熱伝達が可能な程度に近接した間隔だけ離間しているので、相互に熱交換が可能である。

蒸発器２２の下方からで前方向に出た配管２６は、絞り装置２５に接続される。配管２６内の冷媒は絞り装置２５で低圧低温にされる。絞り装置２５から出た配管２６は配管入口２２ｂから蒸発器２２に入る。蒸発器２２において、配管２６は蛇行状に蒸発器２２内の熱交換フィン２２ａを貫通して通過する。配管２６の温度は、蒸発器２２下部の配管入口２２ｂ側において最も低い。

下部配管２６ａの奥方向に向かって配設されている部分は、蒸発器２２の配管入口２２ｂ側の下方に位置している。配管２６は、配管出口２２ｃから蒸発器２２の外部に出る。配管出口２２ｃから出た配管２６は、圧縮機２４に接続する。これにより、冷媒が再び圧縮機２４に戻るという循環を繰り返す。

蒸発器２２内の配管２６を通過する冷媒の温度が氷点下になると、熱交換フィン２２ａに結露した水すなわち除湿水が凍結する。除湿水が凍結すると、熱交換フィン２２ａの表面に氷となった除湿水が付着し、その除湿水が下方に落下することなく隣接する熱交換フィン２２ａの間を塞ぐように留まってしまうため、蒸発器２２を通過する循環空気の通風抵抗となり除湿効率が低下する。

第１実施形態に係る洗濯乾燥機１００によれば、下部配管２６ａが蒸発器２２の下方に位置して配設されている。下部配管２６ａは絞り装置２５に接続される前であるため、下部配管２６ａ内には高温の冷媒が通っている。従って、蒸発器２２下方に位置する下部配管２６ａは周りの空気を暖め、この暖められた空気が上にあがっていくことにより蒸発器２２の熱交換フィン２２ａに到達し、熱交換フィン２２ａに付着した氷を解凍する。また、この暖められた空気が熱交換フィン２２ａの温度を上昇させ、熱交換フィン２２ａに除湿水が凍結して着霜することを抑制する。このように、下部配管２６ａと蒸発器２２の熱交換フィン２２ａとの間で熱交換させることで熱交換フィン２２ａに除湿水が凍結して付着することが抑制されるため、蒸発器２２の除湿性能が低下することが抑制される。

また、配管２６の温度が最も低い部分、すなわち蒸発器２２の熱交換フィン２２ａの温度が最も低く、循環空気が当たり難く、着霜した水が解凍し難い部分である配管入口２２ｂ側の外部で直下に離間して下部配管２６ａを配置することにより、下部配管２６ａはこの部分との間だけで重点的に熱交換することができる。特に配管２６の最も温度の低い部分が蒸発器２２の下部から熱交換フィン２２ａを貫通しているため、下部配管２６ａの熱を最も効率よく熱交換フィン２２ａの着霜しやすい部分に伝えることができる。これにより蒸発器２２の不要な部分が温まって本来の除湿機能を損なうという心配もなく効果的に熱交換フィン２２ａに最も除湿水が凍結しやすい場所の解凍効果が向上され、熱交換フィン２２ａの除湿水の凍結付着の抑制効果の向上を図ることができる。このことは下部配管２６ａが仮に、前記した先行技術文献のように熱交換フィン２２ａの中を貫通して設けられた場合、その伝熱性の良さから蒸発器２２の加熱が不要なエリアにまで広く伝わり本来の目的である除湿機能が損なわれてしまう虞があるが、熱交換フィン２２ａを外部下方から間接的に加熱する本発明によれば、配管２６の温度が低く加熱が必要な部分だけ限定的に温めることができ、これにより、蒸発器２２の除湿性能の低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る洗濯乾燥機１００について説明する。図７は第２実施形態に係る洗濯乾燥機１００の凝縮器２１、蒸発器２２及び配管２６の概略構成を示す正面図であり、第１実施形態の図５に相当する。図７において、下部配管２６ａは、蒸発器２２の下方であって、循環空気の風上側の位置すなわち図において右端近傍に配設されている。その他の構成は第１実施形態と同じである。

第２実施形態に係る洗濯乾燥機１００によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。更に、循環空気が当たりやすく最も除湿水が多いために熱交換フィン２２ａの風路が除湿水の凍結で塞がれやすい場所と、下部配管２６ａとの間で、効率的に熱交換することが可能となる。このため、熱交換フィン２２ａに付着した除湿水の解凍効果の更なる向上、及び熱交換フィン２２ａに除湿水の凍結付着の抑制効果の更なる向上を図ることができ、蒸発器２２の除湿性能の低下を更に抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る洗濯乾燥機１００について説明する。図８は第３実施形態に係る洗濯乾燥機１００の凝縮器２１、蒸発器２２及び配管２６の概略構成を示す正面図であり、第１実施形態の図５に相当する。図８において、下部配管２６ａは、循環風路を流れる空気の風上側を前方向とした場合に、循環風路内であって、蒸発器２２の熱交換フィン２２ａの下方かつ前方に離間した位置に配置される。

凝縮器２１の配管出口２１ｃから出た配管２６は、蒸発器２２の下方であって、循環空気の風上側すなわち蒸発器２２の前方に離間した位置に配置されている下部配管２６ａに接続する。すなわち下部配管２６ａは蒸発器２２の直下に存在しない。その他の構成は第１実施形態と同じである。

第３実施形態に係る洗濯乾燥機１００によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。更に、熱交換フィン２２ａから落下した除湿水が下部配管２６ａに付着しないため、下部配管２６ａの温度の低下が抑制される。これにより、下部配管２６ａを高温に保持することができるため、下部配管２６ａによって暖められる空気の温度低下が抑制され、熱交換フィン２２ａへの着霜の解凍効果、熱交換フィン２２ａへの着霜抑制効果が更に向上する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

３…水槽（乾燥室）、８…温風入口、９…温風出口、１０循環風路、２１…凝縮器、２１ａ、２２ａ…熱交換フィン、２１ｂ…配管入口、２２ｂ…配管入口、２１ｃ、２２ｃ…配管出口、２２…蒸発器２２、２３…ヒートポンプ、２４…圧縮機、２５…絞り装置、２６…配管、２６ａ…下部配管（配管）

Claims (4)

1. 内部に衣類を収容する乾燥室と、
   この乾燥室に設けられた温風入口及び温風出口に接続する循環風路と、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、循環空気を加熱する凝縮器と、冷媒の流量を制御する絞り装置と、熱交換フィンを有し循環空気を冷却除湿する蒸発器と、を順に、内部に冷媒が流れる配管により接続して冷凍サイクルを構成し、前記凝縮器および前記蒸発器を前記循環風路中に配設して構成されるヒートポンプと、を備え、
   前記凝縮器から出た前記配管が、前記絞り装置に入る前に、前記蒸発器の熱交換フィンの下方に配置される衣類乾燥機。
2. 前記循環風路を流れる空気の風上側を前方向とした場合に、前記凝縮器から出た前記配管は、前記循環風路内であって、前記蒸発器の熱交換フィンの下方かつ前方に離間した位置に配置される請求項１に記載の衣類乾燥機。
3. 前記蒸発器の熱交換フィンには、前記配管が配管入口から入るようにして設けられており、前記蒸発器の配管入口側の下方に、前記凝縮器から出た前記配管が配置される請求項１に記載の衣類乾燥機。
4. 前記凝縮器から出た前記配管は、前記循環風路内であって、前記蒸発器の前記循環風路を流れる空気の風上側の下方に配置される請求項１に記載の衣類乾燥機。
   

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